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Fortran

Fortran é uma linguagem de programação de alto nível que é particularmente forte em áreas como computação científica, engenharia, e matemática aplicada. Originada na década de 1950, Fortran (um acrônimo para "Formula Translation") foi a primeira linguagem de programação de alto nível amplamente usada, projetada para permitir a fácil tradução de fórmulas matemáticas para código de computador.

Características Principais:

Orientada a cálculos númericos e científicos: Fortran foi desenolvida com o objetivo de suportar computação numérica complexa, incluindo operações de álgebra linear, processamento de matrizes e manipulação de arrays multidimensionais. Suas capacidades robustas para essas tarefas a tornam uma escolha popular em campos que requerem extensos cálculos numéricos, como física, química, meteorologia e engenharia.
Eficiência:

Classificação:

Dado seu projeto e uso predominante, Fortran é classificada como uma linguagem de programação:

De Alto Nível: Por ser abstrata e distante da linguagem de máquina, focando na facilidade de leitura e escrita para humanos.
Imperativa: Porque expressa programas em termos de declarações que alteram o estado do programa.
Procedural: Suportando a organização do código em procedimentos ou rotinas (subrotinas e funções).
Array-Oriented: Devido ao seu suporte extensivo e eficiente para operações com arrays.
(Parcialmente) Orientada a Objetos: Nas versões mais recentes, com suporte a características como tipos definidos pelo usuário (derived types), encapsulamento, e polimorfismo.

Estrutura Básica

Um programa Fortran típico é composto de unidades de programa, que podem ser programas principais, módulos, subrotinas e funções.

Programa Principal: É onde a execução do programa começa. Um programa Fortran pode ter apenas um programa principal.
Módulos: Usados para definir váriaveis globais, subrotinas, funções e interfaces que podem ser compartilhadas entre diferentes partes do programa.
Subrotinas e Funções: Blocos de código que realizam tarefas específicas e podem ser chamados de outras partes do programa.

Sintaxe de Declaração de Variáveis

Fortram é uma linguagem de tipagem estática, o que significa que você deve declarar o tipo de uma variável antes de usá-la.

integer :: i, j, k
real :: x, y, z
character(len=100) :: str
logical :: flag

Estruturas de Controle de Fluxo

Fortran suporta as usuais estruturas de controle de fluxo, como if, do loops e select case.

if:

if (condição) then
    ! blocos de código
else if (outra_condição) then
    ! blocos de código
else
    ! blocos de código
end if

Loops:

Loop definitivo:

do i=1, N
    ! blocos de código
end do

Loop enquanto:

do while (condição)
    ! blocos de código
end do

Select case (switch-case em outras linguagens):

select case (variável)
case (1)
    ! blocos de código
case (2)
    ! blocos de código
case default
    ! blocos de código
end select

Subrotinas e Funções

Subrotinas e funções são definidas com uma sintaxe específica e podem ser chamadas de outras partes do programa.

Subrotina:

subroutine minhaSubrotina(arg1, arg2)
    integer, intent(in) :: arg1
    integer, intent(out) :: arg2
    ! corpo da subrotina
end subrotine minhaSubrotina

Função

function minhaFuncao(arg1) result(resultado)
    integer, intent(in) :: arg1
    integer :: resultado
    ! corpo da funcao
end function minhaFuncao

Módulos

Módulos em Fortran são usados para encapsular variáveis, subrotinas, funções, e definições de tipos, facilitando a reutilização de código.

module meuModulo
    implicit none
    ! declarações
contains
    ! subrotinas e funcoes
end module meuModulo

Comentários

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Características modernas

Fortran moderno suporta programação orientada a objetos, incluindo a definição de tipos personalizados (ánalogos a classes em outras linguagens), herança, polimorfismo e encapsulamento.

type :: Meu tipo
    ! membros do tipo
contains
    procedure :: minhaFuncao ! método do tipo
end type MeuTipo

Tipos de dados inerentes

Fortran possui vários tipos de dados inerentes que são essenciais para diversas aplicações científicas e de engenharia:

Integer: Para números inteiros.
Real: Para números de pontos flutuantes.
Complex: Para números complexos.
Character: Para strings de caracteres.
Logical: Para valores booleanos (True ou False).

Estrutura de Dados Avançadas

Além dos tipos básicos, Fortran permite a definição de estruturas de dados complexos.

Arrays: Fortran é conhecido por seu poderoso suporte a arrays, permitindo operações complexas de álgebra linear de forma direta.

real, dimension(10) :: vetor
real, dimension(10,10) :: matriz

Derived Types (Tipos derivados): Similar a structs em C ou classes em outras linguagens, permitindo agrupar diferentes tipos de dados.

type :: Pessoa
    character(len=50) :: nome
    integer :: idade
end type Pessoa

Operadores e Expressões

Fortran suporta os operadores aritméticos (+, -, *, /), operadores relacionais (==, /=, <, <=, >, >=) e operadores lógicos (.and., .or., .not.). As expressões seguem a precedência padrão de operadores, que pode ser alterada usando parênteses.

Atribuições e Operações com Arrays

Um dos pontos fortes do Fortran é a manipulação de arrays, incluindo a atribuição e operações de matriz inteira, que permitem operações compactas e eficientes:

matriz = 0.0 ! Atribui 0 a todos os elementos da matriz
vetor = [1, 2, 3, 4, 5]
matriz(1,:) = vetor ! Atribui vetor à primeira linha de matriz

IO (Entrada e Saída)

Fortran oferece comandos para leitura e escrita de dados, tanto em arquivos como na entrada/saída padrão:

Leitura e Escrita na Tela:

print *, "Informe um número:"
read *, numero

Leitura e Escrita em Arquivos:

open(unit=10, file='dados.txt', status='old', action='read')
read(10, *) valor
close(10)

Controle de Fluxo avançado.

Ciclos e Loops com do: Fortran permite loops com contadores, além de loops baseados em condições.

do i = 1, n, 2 ! Loop de 1 a n com passo de 2
    ! código
end do

Loop Infinito e Saída com exit:

do
    if (condicao) exit
end do

Programação Orientada a Objetos

Fortran suporta conceitos de OOP desde a versão 2003, incluindo:

Tipos Derivados com Extensão (Herança):

type, extends(Pessoa) :: Empregado
    integer :: id
end type Empregado

Polimorfismo e Interfaces: Permitindo a definição de comportamentos abstratos que podem ser implementados por tipos derivados.
Encapsulamento e Módulos: Os módulos fornecem um meio de encapsular dados e funcionalidades, promovendo a reutilização e a organização do código.

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